0Crl3Ni4Mo钢的气蚀破坏微观分析

对0Crl3Ni4Mo不锈钢在气蚀作用下的破坏形貌进行了微观分析。观察结果表明,其剥落形貌与冲击断口形貌相似,剥落机制主要是韧窝和准解理的混合型。     

冷轧辊剥落原因分析

Cr3锻钢冷轧工作辊在冷处理过程中，辊身端部发生剥落。通过化学成分、显微组织和断口形貌的检验分析，认为电渣重熔时钢锭内部产生的夹渣使得轧辊在淬火过程中形成裂纹，在随后的冷处理时裂纹失稳扩展造成轧辊剥落。     

冷连轧机D．H．支承辊剥落失效原因分析

对某冷连轧机使用的D．H．合金铸钢支承辊的带状剥落失效进行了分析，对失效支承辊的化学成分，气体含量，断口形貌，显微组织及力学性能等进行了检验。认为，显微组织不符合支承辊材质要求，残余奥氏体和有害气体含量严重超标，是造成支承辊发生带状剥落失效的主要原因。     

合金化热浸镀锌板镀层组织结构及性能的研究

用四种不同退火制度对含Ti的超低碳钢热浸镀锌极进行合金化处理，用光学显微镜和扫描电镜观察了合金化层的组织形貌，用X射线衍射方法和电子探针分析了合金化层的相组成，并对其性能作了研究。通过盐雾实验发现由δip相组成的合金化层耐腐蚀性最好；通过弯曲实验发现合金化层的剥落现象很普遍；对剥落的原因提出了自己的看法。     

界面改性对T－300／聚酰亚胺复合材料热氧稳定性的影响

采用电化学法连续处理碳纤维，通过阳极氧化剥除Ｔ－３００碳纤维表面耐热性差的环氧涂层，重新涂覆了几种耐热涂层。研究了在３１６℃条件下，５００小时热氧化对Ｔ－３００／聚酰亚胺复合材料层间剪切强度的影响，并且用ＳＥＭ观察了碳纤维表面处理前后的涂层剥落现象及表面形貌。     

界面改性对T—300／聚酰亚胺复合材料热氧稳定性的影响

采用电化学法连续处理碳纤维，通过阳极氧化剥除Ｔ－３００碳纤维表面耐热性差的环氧涂层，重新涂覆了几种耐热涂层，研究了在３１６℃条件下，５００小时热氧化对Ｔ－３００／聚酰亚的复合材料层间剪切强度的影响，并且用ＳＥＭ观察了碳纤维表面处理后的涂层剥落现象及表面形貌。     

纳米掺杂对Al2O3＋13wt％TiO2等离子喷涂涂层组织结构及抗磨损性能的影响研究

采用纳米掺杂方法制备纳米包覆微米级粒子的AT-13等离子喷涂粉末，并利用大气等离子喷涂技术制备出含有纳米复相结构的陶瓷涂层。采用常温干摩擦试验评价纳米复相结构涂层的耐磨损性能，并利用扫描电镜（SEM）观察磨损后的磨痕形貌。结果表明，纳米复相涂层的耐磨损性能明显好于传统陶瓷涂层，且磨损载荷高于400N后，纳米复相涂层磨损机制和传统涂层的不同，传统涂层的磨损主要是涂层的微裂纹产生和颗粒的剥落，而相同条件下纳米复相涂层，主要表现为涂层的粘着磨损与局部剥落。     

全方位离子注入与沉积TiN薄膜的纳米压痕和纳米划擦行为

用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)复合改性技术在AISI52100轴承钢基体表面合成了高硬耐磨的TiN薄膜。膜层的相组成及其表面形貌分别用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)表征。合成薄膜前后试样的力学性能经纳米压痕和划痕实验评价。XRD结果表明,膜层中主要存在TiN相,择优取向(200),同时含有少量TiO2和钛氮氧的化合物。AFM形貌显示出试样表面TiN呈定向排列,膜层均匀完整,结构致密。纳米压痕测试结果表明,膜层具有较高的纳米硬度和弹性模量,最大值分别达到22.5和330 GPa,较基体分别增长104.5%和50%。根据纳米划痕形貌和划痕深度随划痕位置的变化关系分析出,薄膜在纳米划擦过程中先后经历了弹性变形,弹塑性变形,加载开裂或卸载剥落三个阶段。划擦剥落抗力达到80mN,表明TiN薄膜具有很好的弹性恢复能力和较强的疲劳剥落抗力。     

磁控溅射法制备铁氧体薄膜的界面结合强度研究

利用磁控溅射法在单硅晶基底和玻璃基底上沉积铁氧体薄膜,采用AFM观察薄膜的微观形貌,采用划痕法测试薄膜的界面结合强度,测试结果表明:由于两种不同材质上沉积的薄膜粗糙度缘故,硅晶/铁氧体薄膜的临界载荷为19.7N,其划痕形貌为裂纹状扩展,玻璃/铁氧体薄膜的临界载荷为5.3N,其划痕形貌为剥落状。     

300KeV氩离子辐照非晶态合金两代表面发泡形成

室温下，用３００ＫｅＶ氩离子辐照了非晶态合金Ｆｅ４０Ｎｉ４０Ｐ１２Ｂ８、Ｆｅ４０Ｎｉ４０Ｓｉ１２Ｂ８、Ｆｅ３９Ｎｉ３９Ｖ２Ｓｉ１２Ｂ８和Ｆｅ３９Ｎｉ３９Ｍｏ２Ｓｉ１２Ｂ８，研究了表面形貌随剂量的演变。在所研究的１．０×１０１７到５．０×１０１７离子／Ｃｍ２的剂量范围，表面形貌以发泡形貌为主，并观测到了两代表面发泡的形成，第二代表面发泡的直径与第一代发泡相比，明显减小。溅射自始至终影响着表面形貌，溅射对表面发泡的腐蚀抑制了剥落、层离等表面腐蚀的出现。当剂量增加到足以溅射掉第一代表面发泡时，针孔形成，针孔的密度随剂量增加而增加。     

考虑空化效应的舰艇水下爆炸仿真研究

为了分析空化效应对舰艇水下爆炸冲击响应的影响。对一维Bleich—Sandler模型进行了数值仿真计算,验证了计算方法的正确性,分析了空化闭合二次加载产生的速度截断现象,并应用于二维中截面舰艇模型水下爆炸数值仿真。结果表明空化在冲击波到达结构表面后就会发生,空化闭合会产生显著的二次冲击加载作用。这在舰艇水下爆炸仿真计算中必须加以考虑。     

纳米颗粒胶体动压空化射流抛光技术初探(英文)

为了高效加工优质的超光滑表面,提出了一种超光滑表面加工的新方法:纳米颗粒胶体动压空化射流抛光(HCJP).此法利用纳米颗粒与工件表面之间的界面化学反应实现工件表面的原子级去除,并且利用空化射流中的水力空化现象强化加工过程中的机械与化学作用以提高加工效率.设计了HCJP原型装置,并在此基础上对HCJP技术进行了初步实验.结果表明,较低的系统压力有利于得到优质的表面,使用该方法能在K9玻璃上得到粗糙度值在1 nm左右的超光滑表面,证明此技术可以广泛应用于超光滑表面的加工.     

高速水流下空蚀热效应对水泥水化产物的破坏

随着坝工技术的提高和水力资源的深入开发利用,高坝建设发展迅速,其泄量大、流速高时的泄洪消能和抗空蚀保护问题是目前建设中的主要技术难题。区别于传统对高速水流引发空蚀的力学破坏定义,本研究从热学角度阐述了空蚀引起破坏的机理。本研究利用超声波空蚀仪进行不同类型水泥净浆空蚀试验,综合空蚀破坏面表面分析和对空蚀破坏后的水泥水化产物微观成分分析,对空蚀在硬化水泥表面产生的热效应进行测定和研究分析,初步讨论空蚀热效应对混凝土结构的破坏机理。试验结果表明,空蚀对水泥净浆表面的破坏不仅是简单的力学破坏,同时空蚀热效应还可以造成水泥水化产物的部分分解。具体而言,经过6 h超声空蚀试验后的试样,水化凝胶损失量不低于40%,氢氧化钙的损失量在25%以上,这对硬化水泥浆体的劣化有较为显著的影响。     

空化水射流的研究进展

空化现象是一种蕴藏着巨大能量的物理与化学现象,它能够影响到生活的方方面面,尤其对水利机械和水利工程的影响最为显著。随着科技的进步,人们越来越意识到空化现象所具有的巨大开发潜力,因而由原先的预防转而利用空化,尤以空化水射流的应用最为广泛。从空化水射流的研究背景着手,阐述了空化水射流在油气开采、生化环保工程、清洗除锈和材料表面改性强化等方面的应用研究进展,也提出了后续的发展方向。     

Electrochemical responses to degradation of the surface layer nano-mechanical properties of stainless steels under cavitation

Nano-indentation technology was used to measure quantitatively the surface layer nano-mechanical properties (the nano-hardness, H_nano, and the nano-elastic modulus, E_nano) for stainless steels before and after cavitation corrosion testing. The nano-mechanical properties of the surface layers were comprehensively defined as (H/E)_nano, which is a dimensionless function. The relationship of the cumulative mass loss to the surface layer nano-mechanical property (H/E)_nano and the corresponding AFM images of the corroded surfaces were studied. The electrochemical responses to the degradation of the surface layer nano-mechanical properties of stainless steels without cavitation and under cavitation were also investigated. It was found that degradation of the surface layer nano-mechanical properties had a significant influence on the cavitation corrosion of stainless steels and that there was an (H/E)_nano threshold, above which the cumulative mass loss decreased slowly. This threshold was found to be independent of the stainless steel type. The electrochemical corrosion processes were varied, resulting in accelerated electrochemical corrosion as a result of degradation of the surface layer nano-mechanical properties. A significant peak in the low frequency regime was observed in the Bode figure. When degradation of the surface layer nano-mechanical properties was below the (H/E)_nano threshold, the phase angle in the Bode figure was approximately constant. The presence of the specific peak in the Bode figure was used as a marker for the occurrence of significant cavitation corrosion as a result of degradation in the surface layer nano-mechanical properties.     

Effect of acoustic cavitation on ease of infiltration of molten aluminum alloys into carbon fiber bundles using ultrasonic infiltration method

Continuous M40J carbon fiber reinforced aluminum–magnesium alloy composite wires have been fabricated using ultrasonic infiltration. The infiltration phenomenon is examined from the viewpoint of acoustic cavitation. The ease of infiltration of the molten alloys was found to be proportional to the maximum intensity of the acoustic cavitation. The ease of infiltration and the intensity were enhanced by the addition of surfactant elements into the molten aluminum. Thus, a decrease in surface tension caused an increase in the generation of acoustic cavitation thereby resulting in infiltration. Therefore, the generation of the acoustic cavitation is an infiltration controlling factor during the use of ultrasonic vibration.     

CrMnN不锈钢的抗空蚀和磨蚀性能

利用旋转圆盘仪对CrMnN不锈钢、20SiMn低合金和OCr13Ni5Mo不锈钢进行了模拟实际工况条件下的空蚀和腐蚀（空蚀和冲刷磨损联合作用）实验。用失重法评价了三种金属材料的抗空蚀和腐蚀性能,并且扫描电镜观察了空蚀形貌。结果表明,CrMnN不锈钢不仅比目前水轮机转轮用材具有更高的抗空蚀性能。而且也具有很好的抗磨蚀性能。深入研究了CrMnN不锈钢的抗损伤机理。     

一种测定空化水喷丸工艺中冲击压力场分布规律的方法

空化水喷丸是用于金属材料表面改性的一项新技术,它依靠自身的技术特点和优势,在金属表面改性技术领域中引起许多学者的广泛关注。该工艺中的空化行为涉及高速、高压、多相、相变、湍流、非定常特性等复杂多变情况,对该工艺中的冲击压力场分布规律的求解和测量一直是该领域的难题。本研究使用FUJIFILM压敏纸对空化水喷丸工艺中冲击压力场的分布规律进行实验测定,同时利用X射线衍射仪对该工艺诱导残余应力分布规律进行了实验测定,结果表明利用压敏纸测定空化水喷丸工艺中冲击压力场分布规律的可靠性,同时也表明该工艺可以诱导金属材料的表层形成残余压应力。     

Failure analysis of cavitation in a hydraulic loader

Cavitation is one of the major failure modes in hydraulic loaders. The failure mechanism is related to damage induced by cavitation at the working surface. Moreover, the vibrations caused by cavitation reduce the efficiency of the unit and lead to irregular output. To further explore the cavitation-induced failure mechanism in hydraulic loaders, a vapor/liquid two-phase flow numerical calculation method was used to obtain the radial distribution of water vapor volume fraction in the internal flow field with different structural parameters of a prototype hydraulic loader. This method was also used to predict the intensity of cavitation under different conditions. It was found that with an increase of the stator and rotor blade angle, blade number and blade thickness, the water vapor volume fraction and intensity of cavitation reduced; however, with an increase of the stator and rotor vortex pit depth, water vapor volume fraction and cavitation intensity increased. Moreover, the clearance of the assembly had little effect on cavitation. The results of the numerical simulation are in good agreement with the experimental observations, which verifies the reliability of the calculation method for cavitation failure analysis of a hydraulic loader and provides a good basis for structure optimization.     

AC-HVAF非晶和金属陶瓷涂层在压裂液中空蚀行为研究

采用超声空蚀与电化学测试相结合的方法,对AC-HVAF热喷涂非晶金属和金属陶瓷两种涂层在水力压裂液中的空蚀及交互作用规律进行了研究,分析了耐蚀性和硬度在空蚀时的主导作用,确定了空蚀机理。结果表明,压裂液中KCl恶化了涂层的腐蚀性能,进而影响了空蚀行为。涂层在压裂液中的抗空蚀性能是耐蚀性与硬度结合的双变量函数。空化的力学破坏对高硬度涂层的空蚀过程有显著影响,硬度相对较高的金属陶瓷防护涂层的抗空蚀性能优异。压裂工况下,AC-HVAF涂层空蚀损伤是由于气泡溃灭垂直冲击孔隙或缺陷区域,硬相直接被剥离表面。降低孔隙和提高粘结相结合强度有助于提高涂层在压裂液中的抗空蚀性能。